JP2000303487A - 海洋構造物用重防食被覆鋼矢板 - Google Patents
海洋構造物用重防食被覆鋼矢板Info
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Abstract
優れ、また、水中部は安価で従来品と同等の防食性を持
ち、また海中被覆部の施工疵に対して電気防食を併用し
ても犠牲陽極の消耗量が少なく、優れた防食性能と経済
性を発揮する海洋構造物用防食被覆鋼矢板を提供するこ
と。 【解決手段】 下地処理を行った海洋鋼構造物用の鋼矢
板において、海上大気部から最低海水面下−1m以上ま
での腐食領域に対しては従来と同じ1mm以上の膜厚を有
する重防食被覆部分2と、嵌合部と海中部の腐食領域に
対しては厚み0.3〜1.0mmの膜厚を有する防食被覆
部分3を形成する。
Description
や護岸などの激しい腐食環境のために外面防食が必要と
される海洋構造物用として用いられ、長期の防食性を確
保するための重防食被覆鋼矢板に関し、特に、海中部分
の電気防食無し、あるいは電気防食との併用において
も、より安価で長期の防食性確保が可能な海洋構造物用
重防食被覆鋼矢板に関する。
数十年に及ぶ長期耐久性が必要とされる場合、電気絶縁
性、耐薬品性等の種々の防食性に優れ、安価な樹脂であ
るポリオレフィン、あるいはポリウレタンといった樹脂
を被覆材として使用した重防食被覆鋼矢板が製造されて
いる。特に、数十年に渡る長期防食性と耐衝撃性を確保
するため、厚みとしては数mm程度に積層した被覆が一般
的に用いられる。重防食被覆を外面全面に行うことが、
防食技術の観点からは好ましいが、施工時の疵等の問題
もあり、腐食の激しい干満帯領域を中心とした数mの範
囲のみに重防食を実施する場合が多い。
防食被覆を施すことは、経済的観点からは有効である
が、海洋構造物の腐食環境は鋼材の設置される環境(温
度、水質、水深、土壌、波等)によって異なるため、防
食設計時点との環境変化により、被覆を施していない海
中部分が設計以上に腐食が進行する場合がある。このた
め裸鋼材である海中部の防食には電気防食を併用する方
法が用いられるが、一般的な犠牲陽極方式では電極の消
耗による交換にメンテナンスコストが必要であるという
問題がある。これに対しては特開平4−346683号
公報のように、太陽電池を用いた電気方法等も提案され
ているが、太陽電池装置の安定性や場所の確保、コスト
等の問題も多い。また、外部電源方式では電気化学的電
位のモニタリングも必要であり、長期の維持管理を完全
に行うことが難しいという問題があった。さらに、鋼矢
板では嵌合する爪部に防食被覆を行うと、嵌合の妨げと
なることから爪部には重防食被覆が行われておらず、爪
部が腐食するという問題があった。これに対しては特開
昭61−5921号公報のように、粉末ポリオレフィン
接着剤を用いて爪部分を被覆する方法が提案されてい
る。しかしながら、単にポリオレフィンの薄手の被覆層
を設けるだけでは防食性が十分ではなく、被覆のめくれ
やブリスターが発生しやすいという問題があった。
物用の鋼矢板において、従来の重防食被覆の問題であっ
た嵌合部の防食方法と、海中部の防食コストと耐疵性に
対して、嵌合部と海中部にも重防食被覆に準ずる高い防
食性を持った被覆を全面に施すことにより、従来の海中
部まで重防食被覆を行った場合の問題であった初期投資
コストを抑制し、また、電気防食併用時の犠牲陽極の消
耗が殆ど無いことから、特殊な電気防食法やモニタリン
グも不要で、長期の防食を低コストで実現することがで
きるものである。
として、従来の重防食被覆に加えて嵌合部と腐食の比較
的穏やかな海中部においては、重防食被覆に準ずる高耐
久性の薄膜被覆を行うことで防食を行うとともに、ま
た、従来行われなかった全面被覆と電気防食との併用を
可能とすることで、より信頼性の高い防食システムを提
供するものである。
とおりである。 (1)海洋構造物用の鋼矢板において下地処理を行った
後、その海上大気部から最低海水面下−1m以上までの
領域では嵌合部を除いて1mm以上、嵌合部と海中領域に
おいては0.3〜1.0mmの厚みを持つ塗装又は有機樹
脂被覆を施すことで、施工後に腐食される全外面に被覆
を行うことを特徴とする海洋構造物用重防食被覆鋼矢
板。 (2)海洋構造物用の鋼矢板に下地処理を行った後、嵌
合部を除いて海上大気部から最低海水面下−1m以上ま
での領域では鋼材上に、プライマー層、ウレタン樹脂防
食層を嵌合部を除いて1mm以上、嵌合部及び海中領域部
分では鋼材上に、プライマー層、ウレタン樹脂防食層を
0.3〜1.0mmの膜厚となるように全面を塗装したこ
とを特徴とする海洋構造物用重防食被覆鋼矢板。 (3)海洋構造物用の鋼矢板に下地処理を行った後、嵌
合部を除いて海上大気部から最低海水面下−1m以上ま
での領域では鋼材上に、プライマー層、変性ポリオレフ
ィン接着剤、ポリオレフィン層を順に1mm以上、嵌合部
及び海中領域部分では鋼材上に、プライマー層、変性ポ
リオレフィン接着剤層を防食層として0.3〜1.0mm
の膜厚となるように全面を被覆したことを特徴とする海
洋構造物用重防食被覆鋼矢板。
が如く、海洋に使用する鋼矢板1の片面又は両面におい
て嵌合部を除いた海上大気部から最低海水面下−1m以
上までの腐食領域に対しては、従来の1mm以上の膜厚を
有する重防食被覆部分2と、嵌合部及び海中部での腐食
領域に対しては厚み0.3〜1.0mmの膜厚を有する防
食被覆部分3を有する海洋構造物用重防食被覆鋼矢板で
ある。
った鋼矢板に従来の防食性とコストに優れるポリオレフ
ィン、ポリウレタンを被覆したものであるが、本発明の
骨子である腐食環境に適した重防食皮膜厚みを海洋深度
方向に付与できるものであれば、防食性に優れた樹脂で
あれば何でも良い。また、従来と同様の1mm以上の重防
食被覆を行う被覆深度としては、裸鋼材では深度−2m
程度までは集中腐食が発生することがあるため、海面下
から−2m以上の深さ方向まで被覆することが望まし
い。また、上部被覆範囲に関しては、大気中では電気防
食の効果がないことから、コンクリート等の上部被覆構
造物と重なる部分まで被覆することが望ましい。また、
フランジ〜爪の横方向への被覆範囲として、山ではフラ
ンジの爪部の直前、谷では爪のフランジからの最初の平
面部で、嵌合時に被覆が重なる直前まで被覆を行うこと
が好ましい。
1.0mm厚みの薄膜被覆とは、特に従来防食被覆と同じ
樹脂を用いると、下地処理、プライマー処理等の共通化
が可能なために生産効率が良く、かつ、厚みが異なる部
分の境界での異樹脂の接着の問題も無いため、安定した
品質を有する被覆を形成することが出来る。下地処理が
無い場合はブリスターが発生しやすいため、本発明では
被覆が外面に露出される部分には必ず下地処理を行う。
一方、被覆の厚みとしては0.3〜1.0mmの厚みを確
保する。嵌合部の被覆範囲としては、嵌合の余裕から外
面に露出する可能性がある山被覆の爪の内部と谷被覆の
爪外部との併せ面まで、前記の膜厚を確保する。製造時
にピンホールが生じない被覆厚みとしては覆厚みは0.
3mm以上が必要である。また、海中部の被覆厚みは経済
的観点、また嵌合部は嵌合作業の妨げにならない厚みと
して1mm以下とすると良い。さらに、嵌合部と海中部分
に被覆を施すことで剥離の起点が消失し、従来の海上大
気部から最低海水面下−1m以上までの厚膜被覆部分の
信頼性も向上する。
例を谷の場合を図2、山の場合を図3に断面図で示す。
また、海中部を全て薄膜塗装で行う領域の谷の場合の断
面図を図4、山の場合の断面図を図5に示す。1mm以上
の厚膜の被覆端部から薄膜の被覆先端部までの塗装距離
が短いと、厚膜部も品質が低下しやすいことから、嵌合
部における0.3〜1.0mm薄膜被覆は厚膜端部から3
cm以上の被覆距離を確保することが望ましい。また、被
覆の深さ方向の先端部は腐食及び剥離の起点とならない
ように、先端の土中になる部分まで塗装することが望ま
しい。
が、下地処理が不十分だとブリスター発生の原因となる
ため、被覆範囲全面に十分な下地処理を行う。処理は、
汚れ、酸化被膜を十分除去する方法であれば良い。具体
的には、十分時間をかけた脱脂・酸洗処理や、ブラスト
処理を行う。さらに、必要に応じてクロメート処理等の
化成処理を行い、有機樹脂との密着性や耐水剥離性を向
上させる。この後、有機樹脂と顔料を混合したプライマ
ー層を30〜500μmの範囲で塗装する。嵌合部を除
いた海上大気部から最低海水面下−1m以上まで領域近
傍は1mm以上の全膜厚を形成する防食被覆を行い、嵌合
部と海中領域部分は0.3〜1.0mmの範囲で被覆を行
う。たとえば、ポリオレフィン被覆の場合は加熱した鋼
材に変性ポリオレフィン接着剤の粉体を静電塗装して
0.3〜1mmの厚みの層を、嵌合部を含めた片面全面に
塗装して溶融させて皮膜を形成した後に、厚膜のポリオ
レフィン防食被覆層シートを貼り合わせる。一方、ポリ
ウレタンの場合はプライマーを全面に塗装した後、嵌合
部と海中部分厚みを薄膜に調整しながら、直接ポリウレ
タン防食被覆層を塗装する。本発明の代表的なポリオレ
フィン防食被覆鋼材の被覆構成の一例を断面図6、ポリ
ウレタン防食被覆の場合の一例を断面図7に示す。
鋼矢板を2本用いて、それぞれ山又は谷の表面に下地処
理としてグリッドブラスト処理を施し、スケール等を除
去した後、クロム酸シリカ系のクロメート処理剤を塗
布、乾燥して下地処理を行った。この後、シリカ顔料を
含むエポキシ樹脂系プライマーを30〜70μmの膜厚
になるようにスプレー塗装した。次いで、鋼矢板を20
0℃に加熱し、変性ポリエチレン接着剤層を粉砕して粉
体化したものを静電スプレー塗装して、溶融後に400
μmの厚みを有するように塗装した。粉体接着剤が半溶
融した時点で、2.1mm厚みで長さ3mのポリエチレン
シートを押さえロールを用いて被覆し、本発明の実施例
である山又は谷に重防食被覆を行った鋼矢板を作成し
た。
山および谷の鋼矢板の長さ方向の一部に、ブラスト処
理、クロメート処理、プラマー処理を行い、粉体変性ポ
リエチレン接着剤の溶融層(厚み:0.4mm)を介して
3m長のポリエチレンシート(厚み:2.1mm)の被覆
を行った。ポリエチレンシートの3m長前後で塗布され
た粉体ポリエチレン接着剤は全て除去し、下地処理のプ
ライマーのみ前後20cmの範囲で残るようにし、比較例
1の重防食被覆鋼矢板を作成した。また、山又は谷の全
面に同様の方法で2.5mmの厚膜の被覆を行った重防食
被覆の比較例2を作成した。
0mの鋼矢板を2本用いて、それぞれ山又は谷の表面に
グリッドブラスト処理を施し、スケール等を除去した
後、液状のウレタン系プライマーを30〜70μmの膜
厚範囲となるようにスプレ−塗装した。この後、2液硬
化タイプのポリウレタン樹脂を混合して吹き付け塗装
し、その全面に0.3〜1mmの厚みの被覆を形成した。
さらに爪部を除いた鋼矢板の一部に約3mの範囲で塗り
重ねを行い、1〜4mmの厚みのポリウレタン被覆を塗装
した。これにより嵌合部と海中部用の薄膜塗装と、海上
大気部から最低海水面下−1m以上まで領域用の1mm以
上の厚膜塗装を行い、本発明の実施例2〜6の海洋構造
物用重防食被覆鋼矢板を製造した。
法で鋼矢板の山又は谷の表面にブラスト処理を行った
後、プラマー処理を行い、片面全面に0〜2mmまでのポ
リウレタン被覆し、海上大気部から最低海水面下−1m
以上まで予定領域の長さ3.0mの部分の嵌合部を除い
た表面に塗り重ねを行い、0.3〜2.5mmの厚みのポ
リウレタン被覆を塗装し、比較例3〜6の防食被覆鋼矢
板を製造した。
鋼矢板の山又は谷の表面で嵌合部と施工後に水中領域が
予想される部分を除いてブラスト処理、プラマー処理を
行い、片面全面に0.5mmのポリウレタンを被覆した。
海上大気部から最低海水面下−1m以上まで予定領域の
長さ3.0mの部分には、嵌合部を除いて塗り重ねを行
い、2.5mmの厚みのポリウレタン被覆を塗装し、比較
例7の下地処理を行わない薄膜塗装を持つ防食被覆鋼矢
板を製造した。
被覆長方向の一部にブラスト処理を行った後、プラマー
処理を行い、嵌合部を除いて2.5mmの厚みのポリウレ
タン被覆を3m長に塗装した。嵌合部と海中部にはケレ
ン処理後にタールエポキシ塗料を200μm狙いで塗装
し、比較例8の重防食被覆鋼矢板を製造した。
後、海上部分となる後端部の0.5mは仮設固定台との
固定用に被覆を除去した。この後、山、谷それぞれの鋼
矢板の先端から4.5mの位置に5.0kgの犠牲アルミ
ニウム合金陽極を取り付け、被覆がある場合は先端から
5mの位置に施工疵を想定した10×50mmの被覆除去
部分を長さ方向と垂直に設けた。同種の被覆材で山谷が
嵌合するように、水深約6mの護岸に2.5m深さで仮
説し、上部0.5mをコンクリートで覆い、海洋暴露試
験を実施した。5年暴露後に取り外し、表面外観、水中
疵部、同種の鋼矢板の嵌合部の観察と犠牲陽極の消耗量
を調査した。犠牲陽極は同種の被覆の山と谷を併せた重
量で評価した。結果を表1に示す。
の比較例1のポリエチレンおよび比較例2のポリウレタ
ンの厚膜被覆は、海上大気部から最低海水面下−1m以
上まで付近に行った場合、その部分の防食性能は極めて
優れる。しかしながら、比較例1のように電気防食を施
さない場合は海中の鋼材露出部では腐食が発生する。嵌
合部に被覆を施さない比較例2及び3では電気防食の有
無に関わらず、海上大気部から最低海水面下−1m以上
までの部分では赤錆が発生し、比較例3のように主被覆
部分の品質も低下する場合がある。また、比較例3のよ
うに電気防食を行った場合は、陽極の損耗量が大きい。
の大部分が防食被覆で覆われているために、陽極があま
り溶解せず、長期防食の安定性や点検・補修・交換等の
コストを大きく引き下げることが可能である。同様に比
較例2のように全面に1mm以上の厚みの被覆を行った場
合も、海中部の防食や陽極の溶解防止には非常に有効で
あるが、初期の被覆コストが問題となる。さらに、実施
例との比較からも明らかなように海中部では0.3mm以
上の被覆膜厚であると防食性に優れる。一方で、海中部
に何も塗装しない状態と比較すると、比較例4〜6のよ
うな膜厚が0.3mmに満たない薄膜塗装や、下地処理無
しの被覆が行ってある比較例7、現場塗装用のタールエ
ポキシ塗装を行った比較例8でも、電気防食に使用する
陽極の消耗を防止する効果は数年は大きいものと考えら
れる。しかし、いずれも被覆に激しくブリスターが発生
しているため、時間とともに被覆剥離が生じ、長期に優
れた効果は期待できない。特に比較例8のタールエポキ
シを現地で塗装する場合も塗装コストも大きい。
は実施例からも明らかな様に、鋼矢板の表面に下地処理
を行った後、その嵌合部を除いた海上大気部から最低海
水面下−1m以上までの領域では主として1mm以上、嵌
合部及び海中領域においては0.3〜1.0mmの厚みを
持つ塗装又は有機樹脂被覆を施すことで、腐食される全
外面に被覆を行う。この結果、腐食の少ない海中部と嵌
合部では0.3mm以上の膜厚があれば、従来の重防食被
覆と同様の防食性を保持する事ができる。それと共に、
施工疵を想定して犠牲陽極との併用を行う場合にも、疵
周辺部分の被覆剥離が小さく、また電気防食を効率的に
行うことができるため、長期の防食の信頼性と経済性に
優れる安価な製品を提供することが出来る。
後の断面図の一例を示す。
上まで近傍で使用される厚膜と、嵌合部の薄膜の防食被
覆を谷側に施した鋼矢板の断面図の一例を示す。
上まで近傍で使用される厚膜と、嵌合部の薄膜の防食被
覆を山側に施した鋼矢板の断面図の一例を示す。
谷側に施した鋼矢板の断面図の一例を示す。
山側に施した鋼矢板の断面図の一例を示す。
オレフィン被覆を用いた場合の被覆構成断面図の一例を
示す。
ウレタン被覆を用いた場合の被覆構成断面図の一例を示
す。
覆 4 海面 5 海底 6 上部構造物 7 鋼材下地処理 8 ポリオレフィン被覆用プライマー層 9 0.3〜1.0mmの厚みの変性ポリオレフィン接着
剤層 10 1.0mm以上の厚みのポリオレフィン防食層 11 ウレタン被覆用プライマー層 12 0.3〜1.0mmの厚みのポリウレタン防食層 13 1.0mm以上の厚みのポリウレタン防食層
Claims (3)
- 【請求項1】 海洋構造物用の鋼矢板において下地処理
を行った後、その海上大気部から最低海水面下−1m以
上までの領域では嵌合部を除いて1mm以上、嵌合部と海
中領域においては0.3〜1.0mmの厚みを持つ塗装又
は有機樹脂被覆を施すことで、施工後に腐食される全外
面に被覆を行うことを特徴とする海洋構造物用重防食被
覆鋼矢板。 - 【請求項2】 海洋構造物用の鋼矢板に下地処理を行っ
た後、嵌合部を除いて海上大気部から最低海水面下−1
m以上までの領域では鋼材上に、プライマー層、ウレタ
ン樹脂防食層を嵌合部を除いて1mm以上、嵌合部及び海
中領域部分では鋼材上に、プライマー層、ウレタン樹脂
防食層を0.3〜1.0mmの膜厚となるように全面を塗
装したことを特徴とする海洋構造物用重防食被覆鋼矢
板。 - 【請求項3】 海洋構造物用の鋼矢板に下地処理を行っ
た後、嵌合部を除いて海上大気部から最低海水面下−1
m以上までの領域では鋼材上に、プライマー層、変性ポ
リオレフィン接着剤、ポリオレフィン層を順に1mm以
上、嵌合部及び海中領域部分では鋼材上に、プライマー
層、変性ポリオレフィン接着剤層を防食層として0.3
〜1.0mmの膜厚となるように全面を被覆したことを特
徴とする海洋構造物用重防食被覆鋼矢板。
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1999
- 1999-04-19 JP JP11087699A patent/JP4068756B2/ja not_active Expired - Fee Related
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